液体射流在通道中的不稳定性

粘弹性喷射在共流气体流中的空间不稳定性分析与模态转换

Spatial instability analysis and mode transition of a viscoelastic jet in a co-flowing gas stream

研究通过空间线性不稳定性分析揭示了粘弹性喷射在共流气体流中的弹性增强剪切驱动不稳定性机制，通过理论模型与实验验证了轴对称到螺旋状模态的转变过程。

槽道紊流中的条纹不稳定性：大尺度运动的引晶机制

Streak instability in turbulent channel flow: the seeding mechanism of large-scale motions

经常有人提出，大尺度运动（或隆起）的形成是连续合并和/或近壁发夹涡生长的结果。在本研究中，我们报告我们的直接观察，大规模的运动产生的不稳定性的“放大”条纹运动在外部区域（即非常大规模的运动）。我们设计了湍流槽道流中的数值实验，直到$Re_τ\simeq 2000$，其中由根据先前的线性理论计算的外部区域中的体强迫人工驱动流向均匀的条纹运动（Hwang \& Cossu，J. Fluid Mech.，第664卷，2015年，pp. 51- 73）。随着强迫振幅的增加，发现在流向波长为$λ_x/h\simeq 1-5$（$h$是通道的半高）处出现了一个充满能量的流向涡结构。动态模式分解的应用和湍流统计的检查表明，这种结构是一个后果的曲折模式不稳定的条纹，一个子过程的大规模外部结构的自我维持机制。同时还发现，涡结构的统计特征与外围区域大尺度运动的统计特征非常相似。最后，提出条纹不稳定性的最大流向长度决定了超大尺度运动的流向长度尺度。

转捩前Couette流中自由流turbulence引起的滚纹结构的不稳定性

Instability of the roll/streak structure induced by free-stream turbulence in pre-transitional Couette flow

虽然在转捩前的壁面剪切流中，滚纹结构是普遍存在的，但如果将层流理想化，这种结构是线性稳定的。由于缺乏不稳定性，卷/条纹结构的大的瞬态增长被用来解释它的出现是由于在自由流湍流（FST）中偶然发生的扰动被配置为最佳地激发它。另一种解释是，FST与滚动/条纹结构相互作用，使其不稳定。统计状态动力学（SSD）提供了研究这种类型的不稳定性的分析方法，这种不稳定性是由湍流的相干和非相干分量之间的相互作用引起的。随机结构稳定性理论（S3 T）以二阶闭包的形式实现SSD，用于分析湍流相干流向不变分量与非相干FST分量相互作用产生的SSD模式。最不稳定的S3 T模式是不稳定的一个参数控制FST强度的临界值和有限振幅的辊/条纹结构产生从这个不稳定性通过在这个参数的分叉。虽然这种分歧只有在SSD的解析表达式，它是密切反映在两个动态相似的准线性系统，被称为限制非线性（RNL）系统，并在DNS。S3 T还预测了在湍流激发参数的较高值处的第二分叉。这第二个分叉导致过渡到湍流。从一个有限的振幅辊/条纹平衡的分叉提供了一个直接的路线，通过S3 T辊/条纹不稳定性的湍流状态。

平行气液两相混合层：多相turbulence统计和界面不稳定性的影响

A two-phase mixing layer between parallel gas and liquid streams: multiphase turbulence statistics and influence of interfacial instability

平行气液两相流之间形成的两相混合层是多相湍流的一个重要基础问题。这个问题与许多工业应用和自然现象有关，例如燃料喷射系统中的空气喷射雾化器和海洋中的破碎波。气体和液体流之间的速度差触发界面不稳定性，其可以是对流的或绝对的，这取决于流的性质和注入参数。本文对处于绝对不稳定区的气液两相混合层进行了直接数值模拟。在数值模拟中观察到了一个主频率，数值结果与粘性稳定性理论的预测吻合得很好。由于界面波在湍流转捩和发展中起着关键作用，湍流脉动（如涡度拟能）的时间演化也表现出类似的频率。为了研究多相湍流的统计响应，模拟已经运行了很长的物理时间，以便可以进行时间平均，以产生雷诺应力和湍流动能（TKE）预算的统计收敛结果。已经进行了使用800万至约40亿个单元的广泛的网格细化研究。与TKE预算中的其他条款相比，湍流耗散对网格分辨率的要求很高。与最好的网格得到的结果被证明是不远的收敛结果的湍流耗散，使我们能够获得估计的Kolmogorov和Hinze尺度。计算的Hinze尺度明显大于观察到的液滴的尺寸，并且似乎不是描述雾化中形成的液滴的最小尺寸的相关长度尺度。

粘弹性槽道流中中心模不稳定性的渐近分析：含惯性与无惯性情形

Asymptotics of the centre mode instability in viscoelastic channel flow: with and without inertia

本文针对无惯性及大雷诺数粘弹性槽道流，开展中心模不稳定性的大Weissenberg数渐近分析，揭示临界层驱动的不稳定性机制，验证数值标度关系，并指出该不稳定性最早发现于粘弹性Kolmogorov流。

Non-modal elastic instability and elastic waves in weakly perturbed channel flow

In this paper, we present experimental results and reveal that strong perturbations are not necessary for elastic instability to occur in straight-channel, inertialess, visco-elastic flows at high elasticity. We show that a non-normal mode bifurcation is followed by chaotic fluctuations, self-organized as stream-wise streaks, and elastic waves due to weak disturbances generated by a small cavity at the center of the top channel wall. The chaotic flow persists in the transition, elastic turbulence, and drag reduction regimes, in agreement with previous observations for the case of strong pertur…